华南理工大学学报(自然科学版)

作者：郑直, 郭乃胜, 尤占平

单位：1.大连海事大学 交通运输工程学院，辽宁 大连 1160262.密歇根理工大学 土木与环境工程学院，密歇根 霍顿 MI499 31

关键词：道路工程,生物沥青,废木油,沥青组分,分子间相互作用,径向分布函数,分子动力学模拟

基金：国家自然科学基金资助项目(51308084);大连市重点科技研发计划项目(2023YF22SN043);大连海事大学“双一流”建设专项(BSCXXM021);大连海事大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(3132017029)

为从分子尺度阐明废木屑基生物沥青中沥青组分与废木油（WWO）之间的相互作用机理，采用分子动力学（MD）方法，基于四组分（SARA）理论建立了包括基质沥青与4种生物沥青在内的5个沥青分子模型，并利用模型的原子径向分布函数（RDF）、能量、密度与溶解度参数等对模型进行了有效性验证，通过分析WWO与沥青四组分之间的相互作用能、RDF、稳定构型的MD快照，探究其相互作用行为。研究结果显示：不同生物沥青体系中，WWO与沥青四组分之间的相互作用能均为负值，表明分子之间相互吸引；WWO与沥青各组分的相互作用能按WWO-胶质>WWO-芳香分>WWO-沥青质>WWO-饱和分排序，说明WWO与胶质分子间的相互作用力最大，与饱和分之间的相互作用力最小；WWO与沥青四组分之间的分子间RDF曲线随着其距离的增大而趋于稳定，最终区域密度与全局密度的比值趋近于1.0，表明体系内的分子在远程呈无序分布；WWO与胶质、芳香分、沥青质的分子间RDF曲线较为平坦，均未出现显著峰值，而与饱和分的分子间RDF曲线在0.5~1.5 nm的距离范围内出现了明显的波动峰，但最大峰值仅为1.24，表明WWO与饱和分在部分区域存在分子聚集。此外，通过分析稳定构型的MD快照，也发现了与相互作用能和RDF分析结果类似的结论。该文研究结果从分子层面证明了WWO与沥青四组分整体上是相容的。

来源：2024年第12期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

查看华南理工大学学报(自然科学版)杂志2024年第12期